一种热管式空调蒸发器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种热管式空调蒸发器，包括至少一个蒸发单元；所述蒸发单元包括冷媒管、冷板、换热模块和设置多个通孔的框架，冷媒管、冷板、换热模块分别与外围框架连接形成板式结构；所述换热模块包括多个热管和多个翅片叠加的翅片组，翅片组套接多个热管，多个热管并排穿过框架上对应的通孔与框架连接；所述冷板包括贯穿冷板的通道和设置在表面的多个相互平行的直沟槽；所述冷媒管为一端设置有毛细管的铜质或铝质的U形管；所述冷媒管同时穿过通孔和通道，分别与框架和冷板连接；所述热管嵌入直沟槽与冷板连接；所述热管采用沟槽式可控热管或烧结式可控热管。本发明可提供更舒适健康的环境，还节能减排。
【专利说明】一种热管式空调蒸发器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种空调蒸发器，具体是指一种热管式空调蒸发器。
【背景技术】
[0002] 目前，大部分空调的蒸发器采用铝箔与铜管通过胀管工艺制成，冷媒直接流经铜 管后冷却铝箔，再通过铝箔直接对空气进行冷却。使用此结构蒸发器的空调在制冷时换热 界面温度不易控制，当换热界面温度过低时极易产生冷凝水，其弊端：一是制冷温度过低或 空气相对湿度过低都会引起人体不适甚至威胁健康；二是为控制温湿度在人体较为舒适范 围内或者满足设备运行的温湿度环境、避免过度产生冷凝水，需要加装大功率加热加湿设 备，增加电能消耗。据统计，由于大量冷凝水的产生会增加30%左右的耗能。
[0003] 为了有效控制制冷时温度过低和冷凝水的产生，一方面提供健康舒适的室内环 境；另一方面减少额外的耗能，需要提供一种热管式空调蒸发器。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种热管式空调蒸发器，在制冷时，利用热管热交换效率 高且启动温度可控的特性配合优化的蒸发器的结构，控制空调制冷时出风口温度以及冷凝 水的产生，一方面提供健康舒适的室内环境；另一方面减少加热加湿等辅助设备所产生的 耗能，进而节能减排。
[0005] 本发明通过下述技术方案实现：一种热管式空调蒸发器，包括至少一个蒸发单元； 所述蒸发单元包括冷媒管、冷板、换热模块和设置多个通孔的框架，冷媒管、冷板、换热模块 分别与外围框架连接形成板式结构；所述换热模块包括多个热管和多个翅片叠加的翅片 组，翅片组套接多个热管，多个热管并排穿过框架上对应的通孔与框架连接；所述冷板包括 贯穿冷板的通道和设置在表面的多个相互平行的直沟槽；所述冷媒管为一端设置有毛细管 的铜质或铝质的U形管；所述冷媒管同时穿过通孔和通道，分别与框架和冷板连接；所述热 管嵌入直沟槽与冷板连接；所述热管采用沟槽式可控热管或烧结式可控热管。
[0006] 所述冷媒管、冷板、热管、翅片组依次紧密连接，具有制冷作用的液态冷媒介质通 过毛细管进入冷媒管，经毛细管或膨胀阀控制流量而进入蒸发器，体积瞬间增大，使其压力 和温度同时降低，并在一定的压力下蒸发沸腾，由液态变成了低温低压的气态，然后再被吸 入压缩机进行压缩，继续下一个循环。冷媒介质由液态变为气态的过程中，依次通过冷板、 热管、翅片组向周围的空气吸收热量，对周围空气进行降温，再由风机将被降温的空气从空 调出风口吹出，以达到空调制冷的效果。
[0007] 本发明中冷媒管、冷板、热管、翅片组依次紧密连接，热管利用全封闭真空管内部 灌装工质的连续相变来完成热量的持续转移。热管与冷板连接部份为热管的冷凝段，有流 动的空气经过并与铝翅片连接部份为热管的蒸发段。制冷状态下，冷媒介质在冷媒管内相 变而吸收周围热量，促使冷媒管、与冷媒管紧密连接的冷板、与冷板紧密连接的热管冷凝段 降温，促使热管两端产生温差。液态工质在蒸发段吸收热量，相变为气态，气态工质在管内 微小压差作用下移动到冷凝段，遇冷壁面及外板提供的外部冷源凝结成液体并放出汽化潜 热，液态工质再依靠重力或毛细力作用流回蒸发段再次蒸发，实现对外部热空气和冷媒介 质热量的传递与交换。由热管组成的蒸发器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、利于 控制露点腐蚀等优势。
[0008] 本发明中的热管采用沟槽式或烧结式可控热管，利用可控热管定温启动的特性控 制热管启动温度。沟槽式或烧结式热管本身对热管管壳内壁进行优化，热管水平放置时， 冷凝段的液相工质在非重力条件下仍然可以通过管壳内的毛细力作用迅速回流至蒸发段。 沟槽式热管是在内壁加工沟槽式的流体通道，利用沟槽界面张力的作用使液相工作介质回 流。沟槽式热管具有以下特点：一是热管内沟槽一体成型，传热腔体截面大，热阻较小，传热 量大；二是制造工艺简单，成本低廉。烧结式热管是在热管内壁烧结一层金属粉末或金属纤 维。烧结式热管具有以下特点：一是烧结金属吸液芯与热管内壁接触良好，热阻小；二是二 次加工性能好，在弯曲、压扁等加工过程中不会大幅度降低传热性能；三是烧结金属的孔径 变小，能产生较大的毛细压力。
[0009] 热管冷凝段和蒸发段存在温差且热管内壁温度高于启动温度，所述两个条件同时 满足时热管进入等温传热的工作状态。本发明将热管的启动温度设定在合理范围内，一是 可以控制室内温度维持在人体感觉舒适的范围，二是防止出风口温度过低而致使相关设备 运行消耗额外电能，三是通过使热管壁温提高到露点温度以上，有效防止冷凝水的产生。所 述定温启动热管可以是可调的定温启动热管，也可以是固定温度的定温启动热管。
[0010] 进一步地，所述热管包括两端密封的管壳和灌装在管壳内的工质；所述热管内的 工质为高纯水，真空度不小于〇. 〇〇2MPa;所述管壳为铜质。工质采用的高纯水，含有极少的 杂质，性能稳定，且在热管里的注入量极少，即使热管破损高纯水也不会造成污染，安全可 靠。管壳采用铜质，一方面铜本身具有良好的传热性，另一方面水与铜不相容，延长热管使 用寿命。
[0011] 所述热管先把两端密封的管壳抽成真空度不小于〇. 〇〇2MPa的状态，维持此真空 度并注入工质高纯水，从而控制此定温启动热管达到最佳工作状态时的启动温度为18°C以 上。如表1《水和水蒸气热力性质图表》所示：水作为工质且压力值不小于〇· 〇〇2MPa时， 对应的热管达到正常工作状态时的启动温度为18°C以上，真空度数值越大热管启动温度越 高。试验测得蒸发器传热热损为3土1°C，即热管工作温度为18°C时，蒸发器换热界面的温 度高于20°C。
【权利要求】
1. 一种热管式空调蒸发器，其特征在于：包括至少一个蒸发单元；所述蒸发单元包括 冷媒管（1)、冷板（2)、换热模块和设置多个通孔的框架（5)，冷媒管（1)、冷板（2)、换热模块 分别与外围框架（5)连接形成板式结构；所述换热模块包括多个热管（3)和多个翅片叠加 的翅片组（4)，翅片组（4)套接多个热管（3)，多个热管（3)并排穿过框架（5)上对应的通孔 与框架（5)连接；所述冷板（2)包括贯穿冷板（2)的通道和设置在表面的多个相互平行的 直沟槽；所述冷媒管（1)为一端设置有毛细管的铜质或铝质的U形管；所述冷媒管（1)同时 穿过通孔和通道，分别与框架（5 )和冷板（2 )连接；所述热管（3 )嵌入直沟槽与冷板（2 )连 接；所述热管（3)采用沟槽式可控热管或烧结式可控热管。
2. 根据权利要求1所述的一种热管式空调蒸发器，其特征在于：所述热管（3)包括 两端密封的管壳和灌装在管壳内的工质；所述热管（3)内的工质为高纯水，真空度不小于 0. 002MPa ;所述管壳为铜质。
3. 根据权利要求1或2所述的一种热管式空调蒸发器，其特征在于：所述直沟槽截面 呈U形，对称设置在冷板（2)的两个对立面上；所述换热模块沿直沟槽呈平行的双排分布且 分别与冷板（2)焊接。
4. 根据权利要求1或2所述的一种热管式空调蒸发器，其特征在于：所述冷媒管（1)与 冷板（2)的连接或冷板（2)与热管（3)的连接或热管（3)与翅片组（4)的连接为回流焊连 接。
5. 根据权利要求1或2所述的一种热管式空调蒸发器，其特征在于：所述冷媒管（1)与 冷板（2)的连接或冷板（2)与热管（3)的连接或热管（3)与翅片组（4)的连接为铆接。
6. 根据权利要求1或2所述的一种热管式空调蒸发器，其特征在于：所述翅片为波纹 翅片。
7. 根据权利要求1或2所述的一种热管式空调蒸发器，其特征在于：包括多个蒸发单 元，多个蒸发单元叠加排列并通过冷媒管（1)并联连接。
8. 根据权利要求1或2所述的一种热管式空调蒸发器，其特征在于：所述冷板（2)、翅 片组（4)和框架（5)均采用铝质。
【文档编号】F25B39/02GK104406333SQ201410611392
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】廖勇 申请人:廖勇